基于GIS和多目标进化算法的应急疏散路径优化

徐橙玮　赵云胜　付国荣　魏源　周文慧

摘 要：针对现有应急疏散路径规划较少考虑多个决策目标和可视化能力不足的问题，提出一种将GIS（地理信息系统）技术和多目标进化算法结合的模型，建立可以优化应急疏散路径的方案。建立空间多目标优化模型，并用NSGA-Ⅱ多目标进化算法来求解，得出一组疏散路径最优方案。结果表明：该模型在进行应急疏散路径规划上具有可行性，并且有很好的可视化效果，其疏散路径优化结果可直接为决策者制定疏散方案提供参考。

关键词：GIS；多目标进化算法；应急疏散；疏散路径

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.145

1 应急疏散路径优化模型

本文结合GIS和多目标进化算法，提出应急疏散路径优化三步法模型来求解疏散路径最优方案，如下图1所示。

1.1 安全避难区域选址

在Arcgis软件中矢量化合适的场地作为安全避难区域，建立安全避难区域地理信息数据库，包括：地理位置、面积、可容纳人数等。

1.2 待疏散区到安全避难区域的最优路径

将待疏散区数据、安全避难区域数据和道路网络数据导入Arcgis软件，求解出每个待疏散区到指定安全避难区域的最优路线和最优路线的长度。

2 应急疏散路径优化

2.1 构建空间多目标优化模型（Spatial MO ）

建立的应急疏散路径多目标优化数学模型如下所示：

3 结论

（1）构建了应急疏散路径优化三步法模型，该模型同时满足过载能力最小化和总疏散时间最短两个决策目标，提高了应急疏散路径规划的准确性。

（2）将NSGA-Ⅱ多目标进化算法与GIS技术有效结合，求解应急疏散路径空间多目标优化问题。

（3）由于以pareto前沿形式来表示一组应急疏散路径优化方案的方法是首次提出，因此如何从pareto前沿中再次选择最优化方案还有待进一步研究。

参考文献

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